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js继承关系

时间:2015-08-08 编辑:lazycat-cz 来源:CnBlogs

  跟传统面向对象语言比起来,JS在继承关系方面比较特别,如果第一次看恐怕会有些抓狂,偶就是这样(又透露小白本质#=_=),从哪里说起好呢?函数调用?

  js中函数的调用方式大致可分以下几种:

  1. 普通函数,直接调用

    function Hi(){ alert(233); }
    Hi();
    var f = function(){ alert(666); };
    f();

  2. 作为对象的方法调用

    var obj = { x:1,  m:function(){ alert("hello"); } };
    obj.m();

  3. 构造函数调用,即new 表达式

    var a = new Array(1,2,3);

  4. 间接调用,最常用应该是call或apply了

    function f(){
         alert(this.name);  
    }
    var obj = { name:"Apple" };
    f.call(obj);  // 间接调用函数f,输出Apple

  顾名思义就是非直接的调用一个函数了,这里的f.call(obj)的相当于obj.f(),如果直接写obj.f()肯定是错误的,因obj对象压根没定义这个方法,这便是奇妙的地方:obj对象通过call间接调用了f()函数。另一个跟call相似的函数是apply,道理相同。

  还是要牢记在js中除了null和undefined外都是对象,它们的基类都是Object,Object是所有对象的祖宗(好比六道仙人他妈),函数自然也是对象,而且js中所有的函数会自动继承Function这个类(当然最终继承自Object),在我们写js代码时,环境中已经有了这些类,Function这个类里面就定义了一些方法,其中就有call和apply,所以f才能打点这么调。

  call与apply方法的第一个参数是调用者所在的对象,比如这里想达到让obj来调用f()的目的,在f()函数中要对obj对象的属性进行引用,那么第一个参数就传入obj这个对象,这样f()函数中的上下文就是(context,比如全局作用域在浏览器中上下文是window对象,this是对它的引用)obj这个对象,所以在f()函数中this.name引用的是obj的name属性,这个this便是对obj的引用。

  如果f()函数需要传参数的话,用call这种间接调用的方式怎么写?这便是call与apply的不同之处了,假如现在f()是这样的:f(name, age){...},那么这两种方式是:

  call写法:f.call(obj, "Li", 23);

  apply写法:f.apply(obj, ["Li", 23]);

  很明显的区别:call以单个参数形式、逗号分隔传入,有几个写几个,放在第一个对象参数后面,apply则把所有要传入的参数统一放在一个数组中。

  有时调用apply第一个对象参数没有或不必要,可以传undefined或null,而且在全局作用域中用这种间接形式调用时,第一个参数可以是全局对象引用this,或者直接写undefined时,它会自动去把这个全局下文环境作为第一个参数对象,因此我们平常的写的函数可以有很多奇怪的写法:

    // 一般写法
    Math.max(1, 5, 7, 2); 
    // 奇怪写法
    Math.max.call(Math, 1, 5, 7, 2);
    Math.max.call(window, 1, 5, 7, 2);
    Math.max.call(this, 1, 5, 7, 2);
    Math.max.call(undefined, 1, 5, 7, 2);
    Math.max.apply(Math, [1, 5, 7, 2]);  // max函数可传入不定个数参数

  大概设计者想让天下没有难调的方法,所以出这么一招,这样的话,理论上任何对象的可调方法,几乎都能被其他无关的对象调用。

  js有面向对象,却没有直接定义的类(第一次听很神奇),对象的实现由构造函数加调用表达式完成

    function Game(name){
        this.name = name;
    }
    var g = new Game("2048");

  在调用new的时候,对象已经形成,接着运行Game函数,Game函数内部的上下文就变成了这个实例化对象的环境,this便是对这个实例化对象的引用,所以Game构造函数里边的语句只是在对这个对象进行一下组装,就好比:

    var g = {};
    g.name = "2048";  // 对象已生成,这里对它设置一些属性

  js的继承方式大致分两种,第一种就是像平常那些语言(PHP、c++、java等),比如class A extends B{...},class A : public B{...},通过对父类的继承,称为类式继承。一般来说这种方式会在子类构造函数中调用父类构造函数(不是必须),以初始化父类对象中的一些属性、方法等,js同理也会这样

    function A(){
        this.a = "A";
    }
    function B(){
        this.b = "B";
        A.call(this);  // 继承A,调用它的构造函数
    }
    var bObj = new B();
    console.log(bObj.a); // A
    console.log(bObj.b); // B    

  这里便用到了间接调用,而且一般也会这么写,因为需要传入子对象的上下文this引用。父类构造函数A是个函数对象,它的调用只是在子类加了些东西进来而已,或者说初始化父类的属性,它的效果跟下面一样:

    function B(){
        this.b = "B";
        var self = this;
        function A(){ self.a = "A"; }  // 直接定义一个函数,为这个对象添加属性
        A();  // 调用它
    }
    var bObj = new B();
    console.log(bObj.a); // A
    console.log(bObj.b); // B            

  类式继承就这么简单,调用了下就表示继承了另一个类,但并不常用。它的好处是可以在子类实例化时直接给父类的构造函数传参

    function A(platform){
        this.platform = platform;  
    }
    function B(name, platform){
        this.name = name;
        A.call(this, platform); // 传参给父类
    }
    var bObj = new B("2048", "ios");

   第二种是原型链继承,首先要大概知道原型(prototype)是什么。在js中每一个函数都关联着一个prototype属性,这是语言本身的机制,这个prototype会指向一个对象,这个对象存放着一些方法和属性,如果B构造函数的prototype属性被赋值为A构造函数创建的实例,就完成了一次原型式继承:B的实例继承自A,类似下面child继承Parent(例1

    function Parent(name){
        this.name = name;
    }
    function Child(age){
        this.age = age;  
    }
    Child.prototype = new Parent("Li");
    var child = new Child(25);
    console.log(child.name); // Li
    console.log(child.age);  // 25

  Child.prototype = new Parent("Li")就表示Child的实例化对象继承了Parent这个类,prototype这种继承形式被很多人诟病,但它确实有强大的一面。例如我们都知道对象类型的变量是引用,引用是共享地址的,一个的属性值改变了,另一个的值跟着变,如下

    function Game(){
        this.name = "2048";
    }
    var o1 = new Game();
    console.log(o1.name);  // 2048
    var o2 = o1;
    o2.name = "gta";
    console.log(o1.name);  // gta

  当从Game创建对象时,两个对象的方法是完全分开的,各有一份

    function Game(){
        this.name = "2048";
        this.m = function(name){
            this.name = name;
        }
    }
    var o1 = new Game();
    var o2 = new Game();
    console.log(o1.m == o2.m);  // false,两个对象的方法不相等
    o1.m("gta");
    o2.m("angry bird");
    console.log(o1.name);  // gta
    console.log(o2.name);  // angry bird,o1、o2各改各的值

  但在原型中定义的属性

    // 以上例为基础
    Game.prototype.f = function(){ this.name = "unknown"; };
    console.log(o1.f === o2.f);  // true,o1、o2的f方法相等

  即在prototype中定义的属性,是被所有实对象共享的,普通对象的属性,每实例化一次,它们的属性、方法就被复制一份存到各自的对象里面去,但prototype中定义的只有一份,因为一个构造函数只关联一个prototype,而所有的对象从这个构造函数实例化而来。故理论上所有函数均可作为构造函数并用作原型继承(当然还有一点限制),他们都有prototype属性。

  那么当具体访问对象的某一属性时,如何找到?比如o1.name,首先在o1对象中找,当它自己对象中没有该属性时,他会到它的构造函数的原型---Game.prototype所指向的对象中去找,而Game.prototype又是由另一个构造函数设为A,实例化得到的对象,这个对象对应的构造函数A也有自己的prototype---A.prototype,当在Game.prototype中没找到时,又会去A.prototype对中去找,直到最终的老祖宗Object的prototype---它是undefined,此时如还未找到就会报错,找到了的话在哪个里面就用哪个。这种一级一级的、回溯的prototype形成的链式结构被称为原型链,这种方式也被称为原型链继承。

    function Animal(){
        this.name = 'animal';
    }
    function Dog(){
        this.type = 'dog';
    }
    Dog.prototype = new Animal();  // 原型继承
    function Husky(){
        this.weight = 2.3;
    }
    Husky.prototype = new Dog();

    var o = new Husky();
    // 顺着原型链查照
    console.log(o.name);
    console.log(o.type);
    console.log(o.weight);

  原型的第一大优点就是属性(方法)只保留一份,各对象共享,节省空间,还有个优点是可以动态的添加属性。上例中,o1、o2已经实例化了,在函数对象Game的prototype属性上添加其他值时,对象依然可以访问到,原因就是先找自己对象中的属性,再顺着原型链找,原型中有那就用它了。

   只有函数才有prototype属性且可以访问到,其他对象实例是没有的,但其他对象实例有一个__proto__,据说它是一个内在的指针,指向对象所继承的类,很多浏览器都视其为私有属性而不可访问,貌似火狐将其暴露了出来。在chrome的控制台中可以大致可以看到这种风结构

        

  对象的__proto__指向Object,数组的__proto__指向Array,正因为如此,我们才能调用到一些对象的方法,比如var a = [1,2,3]; a.push(4);,因为push已经被封装在Array里面了,它们在调用属性、方法时也会顺着__proto__这个链去找。

  原型或者说原型对象,是类的唯一标识,也就是说当两个对象继承自同一个原型对象时,它们才属于同一个类的实例。当两个构造函数的prototype是指向同一个对象时,由它们创建的实例才是同类的,如何判断对象是不是属于某个类?可用instanceof运算符,如

      o instanceof Husky

      如果o继承自Husky.prototype(注意不是Husky),则返回true。既然这样为何不直接写 o instanceof Husky.prototype ?结果报错了:instanceof右边必须是个函数。另一种方法是isPrototypeOf,如

  Husky.prototype.isPrototypeOf(o)

  若o为Husky的实例化对象则返回true,Husky.prototype是o的原型。

   如果观察了chrome的控制台打印对象的话,特别是通过new表达式生成的对象,就会发现在对象的原型__proto__所指的对象中有一个constructor属性,这个属性的值就是它自己的构造函数(对象)

    

   对于一个完整的原型对象来说,它的constructor属性是它本身的构造函数对象。所以更好的处理是这样的

    function Animal(){
        this.name = "animal";
    }
    function Dog(){
        this.type = "dog";
    }
    Dog.prototype = new Animal();
    Dog.prototype.constructor = Dog;  // 将原型constructor属性指向自己的构造函数 

  这里有几个容易让人糊涂的东西:构造函数对象、实例化对象、原型对象。梳理一下:

  1. js中除了null和undefined外都是对象,函数当然也是对象,定义了一个函数function fun(){}(不管fun是否作为构造函数使用),fun就是个函数对象;
  2. 实例化对象,通过new结合构造函数创建的对象,前面说过,类似function Game(){ this.name=”2048”; } var g = new Game(); ,当调用new的时候实例化对象已经生成了,然后再执行Game函数体代码,函数的上下文变成了这个对象,this是对这个对象的引用,this.name只不过是给这个对象添加属性,即构造函数内的代码只是对已生成的对象进行一下组装而已;
  3. 原型prototype是构造函数对象的一个属性而已,只不过它恰好也是一个对象,通过原型链继承的实例化对象,继承自这个原型所指向的对象。这个prototype对象自己也有一些属性,比如constructor,它的值又是自己的这个函数对象。如下图

      

   稍微标准点的原型式继承不是直接B.prototype = new A(),而是封装到函数里面,如下

    function inherit(obj){                // 返回继承自对象obj的新实例
        if(obj === null) return null;
        if(Object.create)    // 使用ECMAScript5函数
            return Object.create(obj);
        var t = typeof obj;
        if(t != "object" && t != "function") return null;
        function f(){}  // 定义一个空函数
        f.prototype = obj;
        return new f();  // 返回继承原型的实例对象
    }
     var obj = { x:5, m:function(){console.log(this.x);} };
     var subObject = inherit(obj); // 子对象

  这里用到了Object.create()函数,它的第一个参数是对象,如果只传第一个参数如obj,它将返回指定原型为obj对象的新对象。如果Object.create不存在,创建一个空函数,让函数的prototype指向obj,再返回以这个空函数的实例对象,也完成了原型式继承(有的把这个称作寄生式继承)。再看下例

    function A(){ this.name = "A"; }
    function B(){ this.type = "B";   }
    B.prototype = inherit(A.prototype);
    B.prototype.constructor = B;  // 将constructor指向自己的构造函数
    var o = new B();

  o是B的实例,B是A的子类,则需保证B的原型对象继承自A的原型对象,如果不这样,B的原型只继承自Object.prototype,那么o跟一个普通实例没有差别。OK,这种写法,o里面有没有属性name?事实是没有。前面在说类式继承时,父类构造函数在子类构造函数里面调用一下,其实相当于是给子类实例添加了属性,所以子类实例才拥有这个属性,这里B的prototype只继承自A的prototype,也不是前面的原型继承时写的B.prototype = new A()(这样写o.name是存在的),都是原型继承,两种不同写法造成了这一差别。所以原型继承的核心还是在于:o的构造函数对象B的prototype原型到底包没包含所需的属性。

   针对以上类式继承和原型式继承各自的优缺点,又来了个新方式:组合继承。组合当然是兼具类式继承和原型式继承的优点了。

    function Parent(){
        this.name = "parent";
    }
    function Child(){
        this.type = "child";    
    }
    // 先处理原型链
    Child.prototype = new Parent();
    Child.prototype.constructor = Child;
    // 然后添加需继承的属性和方法
    Child.prototype.p = "2333";
    Child.prototype.f = function(){ console.log("hello"); };

    var o = new Child();

      以上只是零散的组合先设置好原型链,然后手动给原型添加属性和方法,代替类式继承的直接传参,以此克服弊端。如果写的标准点,首先准备个给原型添加属性的小函数:

    // 将对象q的属性添加到p中
    extend(p, q){
        if(p == null || q == null) return;
        if(typeof p != "object" || typeof q != "object") return;
        for(var prop in q)
            p[prop] = q[prop];
    }

  另一个工具工具函数

   /*
    * 实现子类的继承
    * @param superClass 父类构造函数对象
    * @param subClass 子类构造函数对象
    * @param methods 包含函数属性的对象
    * @param props 包含属性的对象
    * return function  组合继承后的构造函数
    */
    function inheritClass(superClass, subClass, methods, props){
      // 使子类在原型上继承自父类
      subClass.prototype = inherit(superClass.prototype);
      subClass.prototype.constructor = subClass;
      // 将所需方法添加至子类原型中
      if(typeof methods == "object") extend(subClass.prototype, methods);
      // 将所需属性添加至子类原型中
      if(typeof props == "object") extend(subClass,.prototype, props);
      // 返回子类
      return subClass;
   }

  superClass是父类构造函数,subClass是子类构造函数,methods与props为将要添加的方法和属性的集合,以对象的方式包装起来。借用了inherit和extend方法,inherit方法设置好原型链,为了克服无法直接传参的弊端,将方法和属性包装好后,动态的添加到子类构造函数的prototype中。

  如inheritClass方法添加方法和属性时,这样写extend(subClass, methods),将给subClass这个函数对象添加的是私有属性,对象打点无法访问,只有构造函数打点可以访问,在其他语言中,静态变量或常量类似这种形式,所以这些属性在js中称为类的私有属性。

  测试代码打印下看效果,依然在chrome控制台

    function Parent(){
        this.p = "parent";
    }
    function Child(){
        this.c = "child";
    }
    // 添加的方法对象
    var mObj = { sayHello:function(){ console.log("hello") } };
    // 添加的属性对象
    var pObj = { pos:"developer" };
    // 实现继承
    var InheritedChild = inheritClass(Parent, Child, mObj, pObj);

    var obj = new InheritedChild();
    console.log(obj);

    

  console.table打印一个树形结构,obj是对象,所以是__proto__,它关联给自己实例化的构造函数的原型对象,表现上就是__proto__: Child,这个原型中有constructor属性,值为Child函数对象,还有添加进去的pos属性和sayHello方法,这个原型又关联这个Parent的prototype原型对象:__proto__:Parent,同理这个原型有自己的constructor属性,并最终继承自Object。

  继承关系上大致就是这样,乱七八糟一堆,也许一个$.extend()方法就解决了~

   

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